DE102007015788B3 - Multimedia device and method for data transmission in a multimedia device - Google Patents
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Abstract
Die Multimedia-Einrichtung hat eine Fernsteuerung, mit der ein Multimedia-Gerät drahtlos gesteuert werden kann. Für einen Verbindungsaufbau zwischen Fernsteuerung und Multimedia-Gerät muss sich die Fernsteuerung gegenüber dem Multimedia-Gerät identifizieren, was über eine Hardware-Einrichtung, insbesondere eine SIM-Karte erfolgt. Weiter muss sich der individuelle Benutzer gegenüber dem Multimedia-Gerät identifizieren, was über eine Hardware-Einrichtung zur Erfassung biometrischer Daten erfolgt. Die jeweiligen Identifizierungsdaten werden mit einer asymmetrischen Kryptographie verschlüsselt. Bei Initialisierung zwischen diesen beiden Geräten werden Daten für die Identifizierung der Fernsteuerung und der jeweiligen Person verschlüsselt an das Multimedia-Gerät übertragen und dort verschlüsselt gespeichert. Bei einem Verbindungsaufbau nach der Initialisierung werden die entsprechenden Daten von der Fernsteuerung an das Multimedia-Gerät mit einem anderen Schlüssel wiederum asymmetrisch verschlüsselt und im Multimedia-Gerät entschlüsselt. Die dort gespeicherten entsprechenden Daten werden ebenfalls entschlüsselt und mit den empfangenen entschlüsselten Daten verglichen.The multimedia device has a remote control with which a multimedia device can be controlled wirelessly. For a connection between remote control and multimedia device, the remote control must identify to the multimedia device, which is done via a hardware device, in particular a SIM card. Furthermore, the individual user needs to identify himself to the multimedia device, which is done via a hardware device for acquiring biometric data. The respective identification data is encrypted with asymmetric cryptography. During initialization between these two devices, data for the identification of the remote control and the respective person are transmitted in encrypted form to the multimedia device and stored there encrypted. When establishing a connection after initialization, the corresponding data from the remote control to the multimedia device with another key again asymmetrically encrypted and decrypted in the multimedia device. The corresponding data stored there are also decrypted and compared with the received decrypted data.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Multimedia-Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf ein Verfahren zur Datenübertragung bei einer Multimedia-Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 2.The The invention relates to a multimedia device according to the preamble of claim 1 and to a method for data transmission at a multimedia facility according to the generic term of claim 2.
Einrichtung
und Verfahren dieser Art sind aus der
Die heutigen Geräte der Unterhaltungselektronik, wie z. B. Fernsehgeräte, Audiogeräte, DVD-Geräte, Satellitenempfänger, Videorecorder, Set-Top-Boxen etc., werden üblicherweise durch eine Fernsteuerung bedient, die meist drahtlos über eine Infrarot- oder Funkverbindung mit den entsprechenden Geräten kommuniziert. All diese Multimedia-Geräte, zu denen heute auch Computer zu zählen sind, werden nachfolgend als "Gerät" bezeichnet. All diese Geräte sowie im zunehmenden Maße auch weitere in Haushalten befindliche Einrichtungen, wie z. B. Garagentor-Steuerungen, Alarmanlagen, Heizungssteuerungen, Haushalts- und Küchengeräte sowie auch Telekommunikationseinrichtungen wie Telefon, Fax, Internetzugang, werden heute in zunehmendem Maße vernetzt und möglichst von nur einer einzigen Fernsteuerung gesteuert. Viele der genannten Geräte lassen sich für verschiedene Benutzer individuell konfigurieren und an Vorlieben des jeweiligen Benutzers anpassen. Am Beispiel eines Fernsehempfängers seien einige wenig bekannte Anpassungen erläutert:
- – es kann eine "Kindersicherung" vorgesehen sein, die nur ausgewählte Fernsehkanäle freigibt und/oder nur zu vordefinierten Zeiten überhaupt einen Fernsehempfang zuläßt;
- – Fernsehgewohnheiten können vorprogrammiert werden, beispielsweise daß ein bestimmter Benutzer an bestimmten Wochentagen zu bestimmten Zeiten bestimmte Sendungen auf bestimmten Kanälen sieht;
- – für jeden Benutzer kann eine Liste bevorzugter Fernsehkanäle erstellt werden, die als "Favoriten" in einem Auswahlmenü bevorzugt angezeigt werden;
- – je nach Benutzer und Gerät kann die Tastenbelegung der Tasten der Fernsteuerung verändert werden;
- – bei interaktiven Systemen, wie interaktivem Fernsehen, Homeshopping, Homebanking, Video an demand oder ähnlichem können Sicherungen vorgesehen sein, beispielsweise Begrenzungen für Bestellungen von Waren oder Filmen, Arten von Filmen (z. B. jugendfrei) usw.
- It may be provided a "parental control" that releases only selected TV channels and / or only at predefined times allows a television reception at all;
- TV viewing habits can be preprogrammed, for example, that at certain times of the day, certain users see certain programs on certain channels;
- For each user, a list of preferred television channels may be created, which are preferably displayed as "favorites" in a selection menu;
- - Depending on the user and device, the key assignment of the buttons of the remote control can be changed;
- - Interactive systems such as interactive television, home shopping, home banking, video on demand or similar may provide for backups, such as restrictions on orders for goods or films, types of films (eg, adult), etc.
Aus obigen Gründen ist es erforderlich, die Fernsteuerung automatisch an den jeweiligen Benutzer anzupassen und eine individuelle Zugangsberechtigung zu konfigurieren und freizuschalten.Out above reasons It is necessary to connect the remote control automatically to the respective Customize and individual access rights to configure and unlock.
Zu
diesem Zwecke wurde bereits mehrfach vorgeschlagen, die Fernsteuerung
mit einer Identifikationseinrichtung auszustatten, die möglichst
automatisch eine zugangs berechtigte Person erkennt. So schlägt die
Auch
sonstige Erfassungsgeräte
für biometrische
Daten, wie ein Stimmerkennungsschaltkreis, eine Irisabtasteinrichtung
und eine Gesichtserkennungseinrichtung wurden bereits vorgeschlagen
(vgl.
Besonders
häufig
wird der Fingerabdruck einer Person zur Identifizierung verwendet,
wie z. B. in der
Bei all diesen Fernsteuerungen mit Personenerkennung stellen sich folgende Probleme:
- – Es soll ein hohes Maß an Sicherheit gewährleistet sein, was beinhaltet, daß ein Gerät nicht durch eine fremde Fernsteuerung betrieben werden kann und daß nicht "unbefugt" ein neuer Benutzer angelegt werden kann;
- – der Hardware-Aufwand der Fernsteuerung soll möglichst gering sein;
- – der Stromverbrauch der Fernsteuerung soll möglichst gering sein;
- – die Kommunikation zwischen Fernsteuerung und Gerät soll möglichst "abhörsicher" sein, was insbesondere deswegen von erhöhter Bedeutung ist, weil es eine Vielzahl von programmierbaren Fernsteuerungen auf dem Markt gibt, die von einer Original-Fernsteuerung ausgesandte Signale aufzeichnen, speichern und wiedergeben können.
- - It should be ensured a high level of security, which means that a device can not be operated by a foreign remote control and that not "unauthorized" a new user can be created;
- - The hardware complexity of the remote control should be as low as possible;
- - The power consumption of the remote control should be as low as possible;
- - The communication between the remote control and device should be as safe as possible "tap-proof", which is particularly important because there are a variety of programmable remote controls on the market that can record, store and play signals emitted by an original remote control.
Zur
Erhöhung
der Sicherheit gibt es verschiedene Vorschläge. So schlägt die
Die
Zur
Erhöhung
der Zugangssicherheit ist in der älteren, nicht vorveröffentlichten
Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannte Multimedia-Einrichtung sowie das Verfahren zur Datenübertragung bei einer Multimedia-Einrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß bei geringem Hardware-Aufwand der Fernsteuerung eine hohe Übertragungssicherheit der Daten von der Fernsteuerung zu dem Gerät gewährleistet ist.task The invention is the aforementioned multimedia device and the method for data transmission in a multimedia device of the type mentioned in that regard to improve that at low hardware complexity of the remote control a high transmission reliability of Data from the remote control to the device is guaranteed.
Diese Aufgabe wird für die Multimedia-Einrichtung durch die im Patentanspruch 1 und für das Verfahren durch die im Patentanspruch 2 angegebenen Merkmale gelöst.These Task is for the multimedia device by the in claim 1 and for the method solved by the features specified in claim 2.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.advantageous Refinements and developments of the invention are described in the dependent claims.
Kurz zusammengefaßt wird die Teilaufgabe des verringerten Hardware-Aufwandes dadurch gelöst, daß die biometrischen Daten, die von der Fernsteuerung erfaßt werden, an das Gerät übertragen und erst dort ausgewertet werden. Die Auswertung der biometrischen Daten erfordert relativ hohe Prozessorleistung, die in dem Gerät ohnehin vorhanden ist, während das Erfassen der biometrischen Daten, beispielsweise mit einem Fingerabdruckleser nur vergleichsweise geringere Rechenleistung erfordert, so daß in der Fernsteuerung ein einfacherer und damit weniger aufwendiger Prozessor eingesetzt werden kann, der dann auch einen geringeren Strombedarf hat. Die erhöhte Sicherheit der Datenübertragung wird durch eine spezielle Verschlüsselung der von der Fernsteuerung zum Gerät übertragenen Daten gewährleistet unter Einbeziehung von auf der SIM-Karte gespeicherten Daten.Short summarized This will be the subtask of the reduced hardware overhead solved, that the biometric data collected by the remote control, transferred to the device and only be evaluated there. The evaluation of biometric data requires relatively high processing power in the device anyway exists while capturing the biometric data, for example with a fingerprint reader only comparatively lower computing power required, so that in the Remote control a simpler and thus less expensive processor can be used, which then also a lower power consumption Has. The raised Security of data transmission is by a special encryption of the remote control transferred to the device Data guaranteed including data stored on the SIM card.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang ausführlicher erläutert.in the The following is the invention with reference to an embodiment in connection in more detail explained.
Es zeigt:It shows:
Die
Fernsteuerung
Der
Speicher
Der
Mikroprozessor
An
die Schnittstelle
Hervorzuheben
ist, daß der
Mikroprozessor
Unter
Bezugnahme auf
- 1. Eine persönliche Identifikationsnummer (sog. PIN),
- 2. persönliche Daten eines Benutzer, wie z. B. Name, Geburtsdatum, Geschlecht, Kreditkartennummer etc.,
- 3. einen ersten privaten Schlüssel (PrivK 1), wobei die unter 2. und 3. genannten Daten nur nach Eingabe der unter 1. genannten PIN zugänglich sind.
- 1. A personal identification number (so-called PIN),
- 2. personal data of a user, such as. Name, date of birth, gender, credit card number etc.,
- 3. a first private key (PrivK 1), whereby the data mentioned under 2. and 3. are accessible only after entering the PIN mentioned under 1.
Weiter enthält die SIM-Karte folgende frei zugängliche Daten:
- 4. einen zweiten privaten Schlüssel (PrivK 2),
- 5. einen persönlichen Identifikationscode (PIC),
- 6. einen ersten öffentlichen Schlüssel (PubK 1) und
- 7. einen zweiten öffentlichen Schlüssel (PubK 2).
- 4. a second private key (PrivK 2),
- 5. a personal identification code (PIC),
- 6. a first public key (PubK 1) and
- 7. a second public key (PubK 2).
Wie
weiter unten noch ausführlicher
erläutert wird,
bilden die Schlüssel
PubK 1 und PrivK 1 ein erstes und die Schlüssel PubK 2 und PrivK 2 ein
zweites Paar von Schlüsseln,
die zur Verschlüsselung
und Entschlüsselung
verwendet werden. Dabei wird eine sog. asymmetrische Kryptographie
angewandt, bei der zum Verschlüsseln
von Daten ein Schlüssel
eines der genannten Paare, meist der sog. öffentliche Schlüssel, verwendet
wird und zum Entschlüsseln der
andere Schlüssel
des Paares, meist der sog. private Schlüssel. Zum Verschlüsseln und
zum Entschlüsseln
werden somit unterschiedliche Schlüssel verwendet. Eine Entschlüsselung
von Daten mit dem Schlüssel,
der zur Verschlüsselung
verwendet wurde, ist nicht möglich.
Die Algorithmen zur Verschlüsselung
und Entschlüsselung
sind im Prinzip bekannt. Es sei beispielsweise auf die asymmetrischen
Verschlüsselungsalgorithmen
RSA, das Rabin-Kryptosystem oder das Elgamal-Kryptosystem verwiesen. Nach dem Einsetzen
der SIM-Karte wird zunächst
die PIN abgefragt (Schritt
Die
Fernsteuerung sendet dann über
die Sende-/Empfangseinrichtung
Der
zweite öffentliche
Schlüssel
PubK 2, der im Schritt
- – den unverschlüsselten ersten privaten Schlüssel PrivK 1,
- – die mit dem Schlüssel PubK 2 verschlüsselten biometrischen Daten des Benutzers,
- – den verschlüsselten persönlichen Identifikationscode (PIC) und die verschlüsselten persönlichen Daten, jeweils mit PubK 2 verschlüsselt.
- The unencrypted first private key PrivK 1,
- The user's biometric data encrypted with the PubK 2 key,
- - the encrypted personal identification code (PIC) and the encrypted personal data, each encrypted with PubK 2.
Zusätzlich kann der Benutzer zu den persönlichen Daten noch weitere Daten hinzufügen, wie z. B. Kanalliste bevorzugter Fernsehkanäle, Tastenbelegungen der Tasten der Fernsteuerung, gesperrte Fernsehkanäle, Fernsehzeiten, usw.In addition, can the user to the personal Add more data to data, such as B. channel list preferred TV channels, key assignments of the keys remote control, locked TV channels, TV times, etc.
Der beschriebene Initialisierungsvorgang ist insoweit als kritisch einzustufen, als der erste private Schlüssel PrivK 1 drahtlos übertragen wird und damit "abgehört" werden kann, wenn ein geeignetes Empfangsgerät in Rechweite ist. Bei einer Infrarot-Übertragung ist die Gefahr, daß ein geeignetes Empfangsgerät in Rechweite ist, allerdings sehr gering, da die Reichweite stark begrenzt ist und eine ungestörte Sichtverbindung erforderlich ist.Of the described initialization process is to be classified as critical in this respect, as the first private key PrivK 1 wirelessly transmitted and thus can be "intercepted" if a suitable receiver within reach. Infrared transmission is the danger the existence suitable receiver within range, but very small, since the range is strong is limited and an undisturbed visual connection is required.
Anschließend ist
jedoch hohe Sicherheit gegeben, da die übrigen Daten mit dem öffentlichen Schlüssel PubK
2 verschlüsselt
sind, der nach der Initialisierung im Gerät
Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit kann auch der Schlüssel PrivK 1 auf der SIM-Karte gelöscht werden, so daß er als "privater" Schlüssel bezeichnet werden kann, der nur noch dem Gerät zur Verfügung steht.to further increase Security can also be the key PrivK 1 on the SIM card deleted so that he referred to as a "private" key which is only available to the device.
Im
Zusammenhang mit
In
einem Schritt
Diesen
komprimierten Bilddaten wird in einem Schritt
Sodann
werden die so erzeugten Daten an das Gerät
Ergibt
ein Vergleich des PIC eine autorisierte Fernsteuerung, so werden
die biometrischen Daten verglichen (Schritt
Aus
Sicherheitsgründen
kann auch vorgesehen sein, daß die
autorisierte Verbindung nach einer vorgegebenen Zeit unterbrochen
wird und eine neue Anmeldung gemäß den in
Zusammenhang mit
Bei
der Initialisierung gemäß den oben
im Zusammenhang mit
Zusammengefaßt wird mit der Erfindung ein sehr hohes Maß an Sicherheit erreicht. Selbst wenn das Gerät ohne SIM-Karte in Hände unautorisierter Personen gelangt, ist es nicht möglich, an die geschützten biometrischen Daten und die geschützten persönlichen Daten heranzukommen. Lediglich wenn eine unautorisierte Person das Gerät und die SIM-Karte zur Verfügung hat, so ist es theoretisch möglich, mit dem auf der SIM-Karte gespeicherten ersten Schlüssel PubK 1 die in der Benutzerdatenbank abgespeicherten geschützten Daten zu entschlüsseln. Hierzu muß der Benutzer dann aber unmittelbaren Zugang zur Benutzerdatenbank haben, was hohen technischen Aufwand erfordert. Hier kann herstellerseits vorgesehen sein, daß der entsprechende Speicher derart geschützt ist, daß entweder kein Zugang von außen möglich ist oder sein Inhalt automatisch gelöscht wird, wenn versucht wird, den Speicher auszubauen. Auf alle Fälle ist es empfehlenswert, den die Benutzerdatenbank enthaltenden Speicher zu löschen, bevor das Gerät Dritten übergeben wird.In summary, a very high degree of safety is achieved with the invention. Even if the device gets into the hands of unauthorized persons without a SIM card, it will not be possible to access the protected biometric data and the protected personal data. Only if an unauthorized person has the device and the SIM card available, then it is theoretically possible to decrypt the protected data stored in the user database with the first key PubK 1 stored on the SIM card. For this, however, the user must then have immediate access to the user database, which requires high technical effort. Here can be provided by the manufacturer that the corresponding memory is protected so that either no access from the outside is possible or its content is automatically deleted when trying to expand the memory. In any case, it is advisable to delete the memory containing the user database before the device is handed over to third parties.
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